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水上高分辨率地震勘探

  

工程概况:
某交通隧道穿越水道,长600m,直径14.5m,盾构法施工。前期工程地质勘探结果表明,隧址区浅部为海相沉积,下部基岩为花岗岩。隧道埋深范围内存在孤石,影响盾构法施工。为查清隧道通过地段的地层、基岩埋深及孤石的分布,采用散射地震技术进行水上地震勘探,为隧道安全施工提供科学依据。
海底隧道地震勘探
图1 勘探区航拍

技术要求:
A) 查清尺度1m以上的孤石,准确率优于80%;
B) 地层定位误差小于1m;
C) 勘探深度达到120m。

地震数据采集方式:
本次地震勘探使用TD-Sparker 25KJ电火花震源,32道地震仪与检波电缆接收和GPS测量系统。所有设备安装在一条船上,由电火花震源提供触发同步,地震仪进行数据采集,GPS同步进行点位测量。 勘探中GPS天线与炮点设置在同一平面位置,布置在船的后方1m处。检波电缆布置在船后1.5m处。
海底隧道地震勘探设备
图2 水上高分辨率地震勘探现场照片

探测结果 :
1. 从图3可以看到8个明显的反射界面,分别反应海底、淤泥层、残积层、全风化、强风化、中风化、微风化、未风化之间的界面。

水上高分辨率地震勘探
图3 地层结构成像

海水深度2m;淤泥层厚14m,埋深到16m;其下残积层与全风化层厚24m,埋深到40m;强风化花岗岩层厚10m,埋深到50m;中等风化花岗岩层厚10m,埋深到60m;微风化花岗岩层厚17m,埋深到77m;其下为微风化花岗岩,未风化层中未见反射界面。 其地层波速曲线与钻孔柱状对比如下,两者揭露的地层结构与厚度基本吻合。

2. 图4为剖面L1的偏移成像和地层速度成像结果,孤石分布如图。
水上高分辨率地震勘探
图4 偏移图像和速度图像分析结果

水中高分辨率地震系统

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